甘肃省春小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

应用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术,对甘肃省121个普通小麦品种(包括地方品种、育成品种和引进品种)高分子量谷蛋白亚基构成、不同等位基因间亚基变异及出现频率系统分析的结果表明,甘肃省春小麦品种HMW-GS等位基因Glu-Al编码1、2*、N(缺失)三种亚基,Glu-B1 编码 7 8、7 9、17 18、22、7、8、14 15七种亚基,Glu-D1编码2 12、2 11、5 10、2 10、10、4 11、3 12、N八种亚基,频率最高的亚基分别是Null(81.0%)、7 8(86.0%)、2 12(60.0%);一些优质亚基在现有品种中都存在,如甘春20、高台紫麦子等,作亲本用于品质改良有很大潜力,而且少数罕见亚基7、8、11也存在;不同来源的春小麦品种HMW-GS组成比较,优质亚基组成类型如1、7 8、5 10,1、17 18、5 10在育成品种中出现频率较高.     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基5基因序列

1　Ｓｏｕｒｃｅ　ＴｈｅｓｅｑｕｅｎｃｅｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｆｒｏｍａＰＣＲｐｒｏｄｕｃｔ,ｗｈｉｃｈｗａｓｌｉｇａｔｅｄｔｏｐＭＤ1 8 Ｔｖｅｃｔｏｒ(ＴａＫａＲａＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ.) ,ｆｒｏｍｎｕｃｌｅａｒｇｅｎｏｍｉｃＤＮＡｏｆ“ｃｈｅ     

西藏半野生小麦高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

应用SDS-PAGE分析了50份西藏半野生小麦(Triticum aestivum ssp.tibetanum Shao)的高分子量麦谷蛋白亚基等位基因组成。结果表明,43份材料的HMW-GS组成是同质的,7份材料为异质。供试材料共有7种HMW GS组合,以Null、7 8、2 12为主要类型,占所分析材料的68．4％。在Glu-1位点共检测到10种等位基因,Glu- A1位点2种,Glu～B1位点4种,Glu～D1位点4种。Null(96％)、7 8(80．4％)和2 12(94．9％)分别是Glu-A1、 Glu-B1和Glu～D1位点上主要的等位基因。在Glu-B1位点还新发现2个亚基,暂时分别命名为8*和7**。说明西藏半野生小麦中存在着较广泛的HMW-GS等位基因变异,是小麦品质育种潜在的可利用的遗传资源。     

湖北推广小麦品种(系)高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

应用SDS-PAGE技术分析了45份湖北推广小麦品种(系)籽粒的高分子量麦谷蛋白亚基组成。40份材料的高分子量麦谷蛋白亚基组成为同质,5份为异质。在Glu-1位点共检测到9种等位基因变异类型,其中Glu-A1位点有“1、2^ 、Null”3种变异类型,Glu-B1位点有“7、7 8、7 9、14 15”4种,Glu-D1位点有“2 12、5 10”2种。“Null、7 8、2 12”是主要亚基,它们的频率分别是62．5％、60％和72．5％。亚基组合类型有12种,其中(Null,7 8,2 12)亚基组合占30．0％,(1,7 8,2 12)、(1,14 15,2 12)、(Null,7 9,2 12)、(Null,7 8,5 10)4种组合的频率都在10％以上,这5种亚基组合占总组合的72．5％。供试小麦材料品质评分在5～10之间,平均评分为7．0。含5 10亚基的品种(系)所占比例低,是湖北小麦烘烤品质较差的部分原因。     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基分离方法的研究

小麦高分子量麦谷蛋白亚基（ＨＭＷ－ＧＳ）与小麦面包烘烤质量和面粉的加工特性密切相关,ＳＤＳ－ＰＡＧＥ是其常用的分离方法之一。ＳＤＳ－ＰＡＧＥ方法一般分为２类：第一类采用１１％和５％浓度的胶,后者用于分离２亚基和２＾＊亚基,该种方法常使用碱性提取液,需要２次电泳过程,且在５％浓度的胶中ＨＭＷ－ＧＳ易于和麦醇蛋白混淆;另外一类ＳＤＳ－ＰＡＧＥ采用梯度胶,配合使用银染方法,制梯度胶则使用梯度仪及磁力搅拌     

云南铁壳麦高分子量麦谷蛋白亚基组成及其遗传多样性分析

以36份云南铁壳麦为试验材料,采用SDS-PAGE法分析了Glu-1位点编码的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)及组成。结果表明,在Glu-A1位点上检测到3种(N,2*和1)亚基类型,Glu-B1位点上共检测到5种(7、7 8、17 18、13 16和6 8)亚基类型,Glu-D1位点上只检测到1种(2 12)亚基类型。共检测到6种亚基组成类型,即:N、7、2 12,N、7 8、2 12,2*、7 8、2 12,2*、17 18、2 12,1、6 8、2 12和1、13 16、2 12。云南铁壳麦的HMW-GS为普通小麦已知变异类型的18%,3个位点的Nei's遗传变异系数顺序为Glu-B1(0.5734)>Glu-A1(0.2484)>Glu-D1(0),表明云南铁壳麦属较原始类型,Glu-D1位点未发生变异。品质评分最高分为8分(3份材料),平均为5.2分。同时86%的云南铁壳麦具有适合制作优质手工馒头的高分子量麦谷蛋白亚基(N和2 12),42%的云南铁壳麦具有亚基组成类型(1、7 8、2 12和N、7 8、2 12),这些材料可作为云南小麦馒头品质改良的材料。     

SDS-PAGE分析转基因小麦与主栽小麦杂交后代的高分子量麦谷蛋白亚基

目的:高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)1Ax1、1Dx5是对小麦面包烘烤品质有重要影响的优质亚基。将转基因小麦株系与普通小麦栽培品种常规杂交并快速筛选后代,以选育含有外源优质亚基的主栽小麦品系。方法:将分别含有1Ax1、1Dx5亚基的转基因小麦株系B102-1-2、B73-6-1与3种普通小麦主栽品种鄂恩1号、鄂麦12号、日喀则8号常规杂交,用不连续SDS-PAGE方法鉴定12组杂交组合(正反交)F1代311颗籽粒的HMW-GS。结果:不连续SDS-PAGE分析大量子代带型,能够快速鉴定筛选出具有优质亚基的株系,转基因获得的外源优质HMW-GS基因在大部分F1子代中能够共显性遗传。结论:常规杂交育种能使外源基因有效地整合进主栽小麦的基因组中,进一步分析后代遗传的稳定性和遗传规律就可以培育出优质的新品种;不连续SDS-PAGE快速筛选优质亚基的株系具有可操作性和实用性。     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基基因 Dx5 的克隆与生物信息学分析

小麦籽粒中高分子量麦谷蛋白的含量与小麦的品质密切相关。通过Blast检索和生物信息学分析设计小麦高分子量麦谷蛋白亚基基因Dx5的特异引物,以优质小麦济麦20基因组DNA为模板,通过PCR扩增后测序,获得长度为2 619 bp的序列。生物信息学分析表明其开放阅读框长度为2 520 bp,编码839个氨基酸残基,与GenBank数据库中的Dx5蛋白质一致性最高达到99%,且具有高分子量麦谷蛋白亚基结构域。该序列命名为JMDx5,提交GenBank数据库后被接收,登录号为KJ144185,为后续研究其表达机理及改良小麦品质奠定了基础。     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基等电点的特性分析

运用IEF×SDS-PAGE和NEPEGE×PAGE 2种双向电泳技术对5个普通小麦品种和1个硬粒小麦品种的高分子量麦谷蛋白亚基等电点的特性进行了研究。结果表明,等位亚基之间的等电点比较相近,而非等位亚基之间的等电点存在不同程度的差异,其中普通小麦G lu-B 1位点的亚基等电点最高,属于碱性类型。用NEPHGE×SDS-PAGE电泳能够对G lu-B 1亚基的等电点特性进行比较分析。通过对麦谷蛋白亚基等电点特性及变异规律进行分析,可以为精确判断亚基类型和鉴定遗传新种质等研究工作提供有价值的信息。     

云南小麦高分子量麦谷蛋白亚基基因1Dy12*的分离

通过SDS-PAGE分析,从云南小麦中鉴定出一个电泳迁移率比高分子量麦谷蛋白亚基1Dy12稍快的亚基1Dy12*.利用Glu-Dy位点特异引物对1Dy12*基因编码区进行了克隆和序列测定.1Dy12*基因全长为1980 bp,编码658个氨基酸.氨基酸序列比较结果表明:与亚基1Dy12相比有3个氨基酸的差异和1个二肽(GQ)的缺失,与亚基1Dy10相比有15个氨基酸的差异、2个六肽(IGQGQQ)的插入以及1个二肽(GQ)的缺失.这表明1Dy12*亚基是一个新型高分子麦谷蛋白亚基,其对小麦加工品质的影响正在评价中.     

西南冬麦区地方品种HMW-GS组成遗传多样性研究

采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)对西南冬麦区(云南、贵州、四川)3个省份共计560份小麦地方品种的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成进行了研究。结果表明:Glu-1位点共有22种等位基因,其中Glu-A1位点4种、Glu-B1位点11种、Glu-D1位点7种;亚基null、7 8和2 12在各自位点的频率最高,分别为89.64%、68.21%和96.43%。亚基组成类型共有46种,以null/7 8/2 12和null/7 9/2 12为主,频率分别为50.89%和11.79%。在这些材料中筛选出一些含有1、2*、17 18、14 15、5 10等优质亚基的材料,其中有52份材料含有优质亚基组合。     

我国西北春麦区小麦育成品种遗传多样性的AFLP分析

对我国西北春麦区56份小麦育成品种应用扩增片段长度多态性(Amplified Fragment Length Polmorphics,简称AFLP)分子标记技术进行遗传多样性分析。共用24对引物组合进行扩增,每对引物组合的平均多态性条带为14．7,多态性百分率为24．4,而多态性信息指数PIC范围为0．11～0．44,平均0．22。结合品种的系谱亲缘关系分析,得知依据AFLP数据的类群划分结果与品种的亲缘系谱关系基本一致,表明AFLP技术用于种质鉴定和遗传多样性研究是有效的、可取的;同时。对如何合理应用AFLP数据中的多态性带和共有带进行聚类分析,及如何正确对待小麦核心种质构建中的形态和农艺性状数据与分子数据的问题作了进一步的探讨。仅用多态性谱带产生的相似系数矩阵与用所有扩增谱带产生的相似系数矩阵之间的相关系数r=0．86,表明在利用AFLP进行品种间遗传关系分析时,利用所有扩增产物的信息是必要的;如果仅仅是为了鉴剐品种或压缩样品,完全可以只考虑多态性扩增产物。利用AFLP分子数据和田间数据对56份材料进行主成分分析(PCO),发现用田间数据产生的PCO图,材料之间分散,遗传关系不很明了,进一步压缩样品难度较大;而分子数据产生的PCO图,可将材料分成明显的五类,聚类结果与品种系谱基本相吻合,为进一步压缩样品提供了科学依据。形态数据与分子数据聚类的结果差异较大,相关系数仅为0．310因此,在利用田间数据的基础上,必须兼顾和利用DNA数据,才能保证所建立核心种质的代表性。这也是一条比较科学、经济和可行的途径。     

新疆冬春麦区小麦地方品种贮藏蛋白遗传多样性研究

采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）对236份新疆小麦地方品种的高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）的组成进行了分析。结果表明：Glu-Ⅰ位点共有19种等位基因,其中Glu-Al位点3种,Glu-Bl位点7种,Glu—D1住点9种;亚基null、7＋8、2＋12在各自的位点上出现频率最高,分别达到91．95％、85．17％、80．93％;亚基组成类型共有21种,主要为null／7＋8／2＋12,频率达70．34％;同时筛选出33份含有1、2^＊、13＋16、14＋15、5＋10、1．5＋10、174-18等优质亚基的材料,可作为优质基因源。利用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳（A-PAGE）对其中的65份地方品种进行醇溶蛋白多样性分析。结果表明：电泳出现64条迁移率不同的谱带,构成65种组合,其中ω区出现的谱带最多,达17条;其次是β和γ区各16条,α区出现的谱带数最少,为15条。从每条谱带在65份材料中出现的频率看,总的变异范围为1．54％～93．85％;α、β、γ和ω4个分区多样性指数（H1）分别为0．498、0．386、0．523和0．348,表明新疆麦区小麦地方品种贮藏蛋白位点存在丰富的遗传多样性。     

小麦地方品种繁殖更新过程中的遗传多样性变化分析

采用分别保存于长期库及中期库的3个小麦地方品种的6份材料,进行了9项农艺性状及35个与农艺性状相关的微卫星标记检测,每份材料选取30个单株进行遗传多样性与遗传结构分析。结果表明:(1)更新前,3个小麦地方品种均为遗传异质性群体,在SSR位点上的异质度分别为57.14%、48.57%和5.71%。(2)在农艺性状表现上,只有温泉小麦3在株高和穗粒数上更新后比更新前显著增加,其他材料无显著差异。(3)在SSR位点多态性表现上,3个品种在更新后均发生了遗传多样性变化,8个与粒重、产量、生育期性状相关位点存在等位位点丢失现象,其中2个与粒重、生育期相关位点频率变化显著。(4)综合农艺性状调查与SSR分子标记检测结果发现,3个品种更新前后在多样性指数上无显著差异,遗传分化系数Gst分别为0.0269、0.0324和0.0380,即更新前后遗传差异分别为2.69%、3.24%和3.80%。上述结果建议,经繁殖更新的小麦种质资源能够比较完好地保持其遗传多样性和遗传结构。对于遗传异质性小麦地方品种在繁殖更新后存在遗传多样性丢失的危险,为了保证更新前后的遗传完整性,建议在繁殖更新过程中每个品种至少应保持300个单株的群体。     

同名小麦地方品种小红芒和小红芒麦形态学和HMW-GS组成的演变分析

为了研究来自不同麦区的61份同名小麦地方品种小红芒和6份小红芒麦的遗传演变趋势,对与6个产量相关的农艺性状和高分子量麦谷蛋白亚基(high molecular weight glutenin subunits,HMW-GS)组成的变异进行了分析.结果表明,无论是在形态学水平还是蛋白质水平,小红芒和小红芒麦均存在丰富的遗传变异.在形态学水平上,供试材料的变异系数在株高、稳长、有效分蘖数、小穗数、穗粒数和千粒重等农艺性状上的变化范围分别为0.03～0.11、0.06～0.22、0.20～0.65、0.04～0.18、0.14～0.44和0.05～0.29.通过形态学数据计算小红芒和小红芒麦品种内多样性指数和品种间多样性指数,发现前者(0.804)占总多样性指数(0.842)的95.5%,而后者仅占4.5%,可见形态学变异主要来源于品种内而非品种闻,说明这些同名材料是由一个品种演变而来.在HMW-GS组成上,共发现了20种亚基组合类型,其中null,7+8,2+12和null,7+8,2+102种亚基组合出现的频率最高,分别为64.48%和20.00%.比较不同麦区种植的小红芒和小红芒麦的遗传多样性水平,发现无论是在形态学水平还是在蛋白质水平,春麦区材料的遗传多样性均普遍高于冬麦区,并且来自西北春麦区和北部春麦区的材料不仅遗传多样性较高,而且变异来源丰富,其中来自西北春麦区的甘肃天祝一带材料多样性最高,且其所处地理位置便于农作物的传播,故甘肃天祝地区有可能是小红芒的最初种植地点,然后再引种到其他种植区.     

Patterns of Allelic Diversity in Spring Wheat Populations by SSR-Markers

Precise assessment of diversity in available breeding germplasm helps to preempt epidemics and abrupt environmental changes. Spring wheat germplasm consisting of 84 accessions including cultivars, breeding lines and landraces from various origins was scanned with 44 SSRs. For allele frequencies, allelic patterns, heterozygosity and polymorphism the selected population was divided in three subpopulations: (i) pre-green revolution (pre-1965), (ii) post-green revolution (post-1965), (iii) post-veery (post-2000). Alleles produced in pre-1965, post-1965 and post-2000 subpopulations were 115, 144 and 131, respectively. Mean PIC values for pre-1965, post-1965 and post-2000 subpopulations were 0.48, 0.52 and 051, respectively. Allelic patterns showed no locally common alleles in any of the subpopulation. The pre-1965 subpopulation had also no private allele, however, average number of private alleles decreased from post-1965 to post-2000 subpopulation. In case of effective alleles and Shannon’s information index trend was increasing from pre-1965 to post-1965 and then decreasing from post-1965 to post-2000. The decreasing trend alarms the reduced genetic diversity in wheat varieties developed after 2000. PCA and cluster analysis didn’t clearly differentiated subpopulations, though pre-1965 genotypes showed higher genetic distance from post-1965 and post-2000 subpopulations. The decreasing measures of genetic diversity in post-2000 wheat genotypes should be a concern for wheat breeders, therefore, all sources of broadening genetic diversity should be exploited.     

四川小麦地方品种Gli-1、Gli-2和Glu-1位点的遗传多样性(英文)

运用APAGE和SDS_PAGE方法 ,研究了 89个四川小麦 (TriticumaestivumL .)地方品种Gli_1、Gli_2和Glu_1位点的遗传多样性。在这些地方品种中 ,总共发现 32种醇溶蛋白带型和 3种高分子谷蛋白带型。在Gli_1、Gli_2和Glu_1位点上 ,分别检测出 14、15和 5个等位基因。在每一个位点上 ,出现频率最高的等位基因分别为Gli_A1a(89% ) ,Gli_B1h (46 % ) ,Gli_D1a (6 5 % ) ,Gli_A2a (6 4% ) ,Gli_B2j (45 % ) ,Gli_D2a (48% ) ,Glu_A1c (99% ) ,Glu_B1b (99% )和Glu_D1a (10 0 % )。四川小麦地方品种的Nei’s遗传变异系数平均为 0 .370 6 ,变幅为 0到 0 .70 87;其中Gli_B2位点的遗传多样性最高 ,而Glu_D1位点最低。同时 ,Gli位点的遗传多样性高于Glu_1位点的遗传多样性 ,但又低于现代品种Gli位点的遗传多样性。这些结果说明四川地方小麦品种的遗传基础狭窄。在研究中 ,“成都光头”与“中国春”的醇溶蛋白和高分子谷蛋白的带型完全一致 ,进一步证实“中国春”是“成都光头”的一个选系。     

Genetic Diversity of Gli-1, Gli-2 and Glu-1 Alleles in Sichuan Wheat Landraces

Genetic diversity at Gli-1, Gli-2 and Glu-1 loci was investigated in 89 Sichuan wheat ( Triticum aestivum L.) landraces by using acid polyacrylamide gel electrophoresis (APAGE) and SDS-PAGE. In these landraces, a total of 32 gliadin and 3 high-molecular-weight (HMW) glutenin patterns were observed. In total, 14, 15 and 5 alleles were identified at Gli-1, Gli-2 and Glu-1, respectively. At each locus, the alleles in higher frequency were Gli-A1a (89%), Gli-B1 h (46%), Gli-D1a (65%), Gli-A2a (64%), Gli-B2j (45%), Gli-D2 a (48%), Glu-A1c (99%), Glu-B1b (99%) and Glu-D1a (100%). The Nei's genetic variation index (H) of Sichuan wheat landraces was 0.3706, varying from 0 to 0.7087. The highest genetic diversity was found at Gli-B2 locus, while the lowest was found at Glu-D1 . The genetic diversity at Gli loci was higher than that of Glu-1 loci among these landraces, but it was much lower than that of modern wheat cultivars. These results indicated a narrow genetic base of Sichuan wheat landraces. In this study, “Chengdu-guangtou” had the identical gliadin and HMW-glutenin patterns with “Chinese Spring”, further supporting the proposal that “Chinese Spring” is a strain of “Chengdu-guangtou”.     

Isozyme Diversity in Indian Primitive Maize Landraces

Polymorphism for peroxidase, esterase and acid phosphatase Isozymes in pollen grains of major Indian maize land races known as ‘Sikkim primitives’ were studied and compared with primitive races of maize of Mexican origin and five species of teosinte, Coix lacryma-jobi, Chionachne koenigii and Sorghum bicolor. The isozyme patterns and the resulting dendrograms revealed similarities in primitive Indian maize landraces from Northeastern Himalayan region and Nal-Tel an ancient indigenous race of Mexico. Further, the Asiatic taxa of Maydeae, C. lacryma-jobi and Ch. koenigii differed widely from each other and also from the Zea spp. Presence of greater diversity among the Indian maize collections was also evident from the present analysis.     

中国小麦地方品种内和品种间醇溶蛋白遗传多样性分析

为了揭示中国小麦地方品种内遗传异质性和品种间的遗传多样性,采用A-PAGE方法,对72份来自不同生态区的地方品种进行醇溶蛋白构成分析。结果发现,全部供试地方品种共观察到101条迁移率不同的务带,构成229种醇溶蛋白构型,每个品种醇溶蛋白条带数目为14—24。63份（87．5％）地方品种在品种内具有2种以上醇溶蛋白变异类型,其中,变异类型最多的品种二红皮小麦（ZM004659）30个子粒中有14种之多,多数品种具有2—3种变异类型。品种内醇溶蛋白构型一致的品种共有9个,占12．5％。这表明供试的大多数小麦地方品种内个体间在醇溶蛋白构成上具有遗传异质性。聚类分析表明,相同生态区的地方品种没有整齐地聚为一类。